DE4438281C1

DE4438281C1 - Printing screen

Info

Publication number: DE4438281C1
Application number: DE19944438281
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Koenen; Christian Koenen
Original assignee: KOENEN GmbH
Current assignee: Christian Koenen GmbH
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2014-10-27

Abstract

For the prodn. of a screen, for screen printing, the outer edge of the stencil is welded to the fine metal wire woven material. The screen has the outer edge of the metal stencil secured to the inner edge of the woven wire material by two parallel welded seams. The free ends of the wires of the woven metal are secured to the metal stencil by a welded seam.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Siebdruck-Siebes nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen sowie ein Siebdruck-Sieb der im Pa tentanspruch 5 angegebenen Gattung.The invention relates to a method for producing a Screen printing screens according to the preamble of the claim 1 specified measures as well as a screen printing screen in Pa claim 5 specified genus.

Bekannte Siebdruck-Siebe für die Dickschicht-SMD- oder Lei terplatten-Technik bestehen in der Regel aus einem formstei fen Rechteck-Rahmen aus Leichtmetall-Strangguß- oder Edel stahlprofilen, auf dem eine Bespannung aus einem Metallgewe be unter allseitiger Zugspannung festgeklebt ist. Derartige Siebe sind beispielsweise aus den Druckschriften JP-A- 59-190851 und US-PS 2 421 607 bekannt. Die Bespannung umfaßt hierbei Metalldrahtgewebe und eine Schablone aus z. B. Edel stahl, in der Öffnungen mit bestimmten Konturen z. B. mittels Laserstrahl eingeschnitten oder geätzt sind, welche das zu druckende Muster darstellen. Die Schablone ist an ihren Rän dern mit dem Edelstahldrahtgewebe verklebt, das nach der Verklebung im inneren Bereich der Schablone entfernt wird.Known screen printing screens for the thick-film SMD or Lei Terplatte technology usually consist of a molded part fen rectangular frame made of light metal continuous casting or precious steel profiles on which a covering made of a metal mesh be glued under all-round tension. Such Sieves are for example from the publications JP-A- 59-190851 and U.S. Patent 2,421,607. The covering includes here metal wire mesh and a template from z. B. Noble steel, in the openings with certain contours z. B. means Laser beam are cut or etched, which is too represent printing patterns. The stencil is on her rän glued to the stainless steel wire mesh, which after the Adhesion in the inner area of the template is removed.

Das Verbinden des Edelstahlgewebes mit der Schablone durch Verkleben hat verschiedene Nachteile. Da die Verklebung die gleichen Zugkräfte wie die Verklebung des Gewebes am Rahmen aufnimmt, muß der Klebestreifen entweder genau so breit wie der am Rahmen sein oder es muß ein qualitativ höherwertiger teurer Kleber verwendet werden. Ferner ist der Klebevorgang vergleichsweise kompliziert und zeitaufwendig. In einem er sten Schritt müssen die Klebeflächen der Schablone und des Edelstahlgewebes entfettet werden. Gegebenenfalls müssen für einen besseren Halt der Klebung Perforierungen längs des Randes der Schablone angebracht werden. Danach wird die Schablone im gewünschten Bereich aufgerauht und abermals entfettet. Es folgt dann eine Grundierung sowie die Trock nung dieser Grundierung, die ca. eine halbe Stunde dauert. Dann ist die Klebefläche des Gewebes durch Klebeband zu mar kieren und die Schablone durch Klebeband zu fixieren. Zur Vermeidung von Luftblasen ist der Rahmen und die Umgebung der Klebefläche durch Gewichte zu beschweren. Erst dann folgt die eigentliche Verklebung, an die sich das Trocknen der Klebung anschließt. Schließlich wird die Klebung mit einem schützenden Verstärkungslack abgedeckt, der seiner seits wieder trocknen muß. Das gesamte Verfahren dauert lange und wird dadurch teuer.Connecting the stainless steel mesh with the template Gluing has several disadvantages. Since the gluing the same tensile forces as the gluing of the fabric to the frame records, the adhesive strip must either be as wide as the on the frame or it must be a higher quality expensive glue can be used. Furthermore, the gluing process comparatively complicated and time consuming. In a he The first step must be the adhesive surfaces of the template and the Stainless steel mesh can be degreased. May need for a better grip of the adhesive perforations along the Edge of the template. After that the Stencil roughened in the desired area and again degreased. This is followed by a primer and dry this primer, which lasts about half an hour. Then the adhesive surface of the fabric is to be mar with adhesive tape and fix the template with adhesive tape. For Avoiding air bubbles is the frame and the environment to weigh down the adhesive surface with weights. Only follows the actual gluing to which the drying follows joins the bond. Finally, the glue comes with covered with a protective reinforcement varnish that matches his hand has to dry again. The whole process takes long and therefore expensive.

Schließlich enthalten die meisten Klebstoffe gesundheits schädliche, brennbare oder umweltschädliche Lösungsmittel, so daß deren Verwendung reduziert werden sollte. Außerdem ist zu beachten, daß insbesondere der mittlere Bereich der Bespannung nach dem Druckvorgang vergleichsweise aggressiven Reinigungsvorgängen unterworfen ist. Beispielsweise werden Siebdruck-Siebe in warmer Seifenlauge unter Ultraschall schwingungen gereinigt. Verklebungen halten diesen stark beanspruchenden Reinigungsvorgängen oft nicht stand, selbst wenn sie durch Abdecklack geschützt sind. Genausogut kommt die Verklebung oft auch mit der zu druckenden Farbe selbst, mit Druck- oder Lotpaste in Berührung. Viele dieser Sub stanzen beeinflussen die Verklebung nachteilig. Schließlich ist festzuhalten, daß Verklebungen oft der auf sie ausge übten Zugspannung nachgeben. Für Siebdruck-Siebe kann dies nicht hingenommen werden.After all, most adhesives contain health harmful, flammable or environmentally harmful solvents, so their use should be reduced. also it should be noted that in particular the middle area of the Comparatively aggressive covering after printing Is subject to cleaning operations. For example Screen-printed screens in warm soapy water under ultrasound vibrations cleaned. Bonding keeps it strong demanding cleaning processes often did not stand, even if they are protected by masking lacquer. Comes just as well often also with the color to be printed, in contact with printing or solder paste. Many of these sub punching adversely affect the bond. Finally It should be noted that sticking often results from them give in to the tension applied. This can be done for screen-printed screens not be accepted.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Siebdruck-Sieb zu schaf fen, dessen besonders dauerbeständige Bespannung einfacher und kostengünstig hergestellt werden kann.The object of the invention is to create a screen printing screen fen, its particularly long-lasting covering easier and can be manufactured inexpensively.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen An sprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Aus führungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.This task is performed according to the characteristics of the independent An sayings solved. Dependent claims are on preferred off embodiments of the present invention.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:Preferred embodiments of the Invention described with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Eckbereich eines rechteckigen Siebdruck- Siebes, Fig. 1 shows a corner area of a rectangular screen printing screen,

Fig. 2 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform, und Fig. 2 shows a first embodiment of the invention, and

Fig. 3 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform. Fig. 3 shows a second embodiment of the invention.

Das in Fig. 1 dargestellte Siebdruck-Sieb weist einen ge schlossenen Rahmen 1 auf, auf dem eine aus einem feinen Stahldrahtgewebe 2 und einer inneren Blechschablone 3 ge bildete Bespannung 9 befestigt ist. In der Schablone 3 sind Öffnungen bzw. Ausschnitte 4 vorgesehen, die das spätere Siebdruckmuster bilden.The screen printing screen shown in Fig. 1 has a ge closed frame 1 , on which a made of a fine steel wire mesh 2 and an inner sheet stencil 3 is formed covering 9 . Openings or cutouts 4 are provided in the template 3 , which form the later screen printing pattern.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht das Drahtgewebe 2 aus längs und quer verlaufenden Edelstahldrähten 6. In dem sich überlappenden Abschnitt A sind das Gewebe 2 und die Scha blone 3 längs der gestrichelten Linie 7 miteinander ver schweißt. Die Verschweißung von Gewebe 2 und Schablone 3 erfolgt vorzugsweise elektrisch mit einer Rollenschweißma schine. Bei dieser Schweißtechnik liegen das Gewebe 2 und die Schablone 3 auf einem leitenden Untergrund auf und oben läuft eine elektrisch leitende Rolle längs der vorgesehenen Schweißbahn 7, die einen Druck auf die Schablone 3 und das darunterliegende Gewebe 2 ausübt und einen elektrischen Strom durch diese hindurch bewirkt. Durch Druck und die sich entwickelnde Hitze werden die einzelnen Drähte 6 des Gewebes 2 mit der Schablone 3 verschweißt.As can be seen from FIG. 2, the wire mesh 2 consists of longitudinal and transverse stainless steel wires 6 . In the overlapping section A, the fabric 2 and the template 3 are welded together along the dashed line 7 ver. The welding of fabric 2 and template 3 is preferably carried out electrically with a roll welding machine. In this welding technique, the tissue 2 and the template 3 rest on a conductive surface and an electrically conductive roller runs along the intended welding path 7 , which exerts pressure on the template 3 and the underlying tissue 2 and causes an electrical current through it . The individual wires 6 of the fabric 2 are welded to the template 3 by pressure and the developing heat.

Dabei können die Stromstärke, die Laufgeschwindigkeit der Rolle und die Andruckkraft eingestellt werden.The current, the running speed of the Roll and the pressure force can be adjusted.

Vorzugsweise erfolgt die Verschweißung von Gewebe 2 und Schablone 3, nachdem die Bespannung 9 am Rahmen 1 befestigt wurde und das Gewebe 2 unter der erforderlichen Vorspannung steht. Die Bearbeitungsintensität durch die Rollenschweißma schine kann so eingestellt werden, daß eine feste Bindung zwischen den einzelnen Drähten 6 und der Schablone 3 ent steht, ohne daß die Drähte ihre Vorspannung verlieren, weil sie beispielsweise durchschmelzen. Bei Bespannungen 9 für Schnellspannrahmen kann diese Spannung auch anderweitig wäh rend des Schweißens herbeigeführt werden.The fabric 2 and template 3 are preferably welded after the covering 9 has been attached to the frame 1 and the fabric 2 is under the required pretension. The processing intensity by the Rollenschweißma machine can be adjusted so that a firm bond between the individual wires 6 and the template 3 is ent, without the wires losing their bias, because they melt, for example. When covering 9 for quick-release frames, this tension can also be brought about otherwise during welding.

Das Herausschneiden des die Schablone 3 überdeckenden Be reichs des Gewebes 2 erfolgt vorzugsweise nach dem Ver schweißen manuell mittels eines Schneidgerätes. Dabei wird der Schnitt parallel zu den Kanten A und B der Schablone 3 auf der Innenseite der Verschweißung 7 gelegt, um dadurch die einzelnen Drähte 6 des Gewebes 2 zu durchtrennen.The cutting out of the template 3 covering area of the fabric 2 is preferably done manually after welding by means of a cutting device. The cut is made parallel to the edges A and B of the template 3 on the inside of the weld 7 , in order to thereby cut through the individual wires 6 of the fabric 2 .

Um die beim Herausschneiden des Gewebes 2 nach innen aus der Schweißnaht 7 vorstehenden Drahtenden festzulegen, werden gemäß der Ausführung nach Fig. 3 diese Drahtenden durch eine weitere Schweißnaht 8 auf der Schablone festgeheftet. Durch die über den Drahtenden liegende zweite Schweißnaht 8 erhöht sich die Gesamtfestigkeit der Verbindung und es ergeben sich weniger Stellen, in denen sich Verschmutzungen oder Pasten rückstände ablagern können. Die zweite Schweißnaht 8 wird zweckmäßig in einem Abstand von ca. 2 bis 15 Millimetern von der Mittellinie der Schweißnaht 7, vorzugsweise 3 bis 8 mm, entfernt.In order to fix the wire ends protruding inward from the weld 7 when the fabric 2 is cut out, these wire ends are stapled to the template by a further weld 8 according to the embodiment according to FIG. 3. Due to the second weld seam 8 lying above the wire ends, the overall strength of the connection increases and there are fewer places in which dirt or paste residues can be deposited. The second weld 8 is expediently removed at a distance of approximately 2 to 15 millimeters from the center line of the weld 7 , preferably 3 to 8 mm.

Vorzugsweise wird das Gewebe 2 auf der Rakelseite der Scha blone 3, die von der zu bedruckenden Oberfläche abgewandt ist, angeschweißt.Preferably, the fabric 2 is welded to the squeegee side of the template 3 , which faces away from the surface to be printed.

Die erfindungsgemäßen Siebdruck-Siebe werden in der Regel bei der Herstellung von SMD-Bauteilen ("surface mounted device") eingesetzt. Bei sehr kleinen Strukturen 4 kann es empfehlenswert sein, die Struktur 4 erst nach dem Spannen der Bespannung 9 über den Rahmen 1 in die Schablone 3 zu schneiden. Veränderungen der Struktur 4 durch Verspannungen der Schablone 3 werden dadurch verringert.The screen printing screens according to the invention are generally used in the production of SMD components ("surface mounted device"). In the case of very small structures 4 , it may be advisable to cut the structure 4 into the template 3 only after the covering 9 has been stretched over the frame 1 . Changes in the structure 4 by tensioning the template 3 are thereby reduced.

Die erfindungsgemäße Verbindung ist wesentlich einfacher herzustellen, als die bekannten Klebeverbindungen, da statt der oben aufgezählten vielen Arbeitsschritte lediglich das ein- oder zweimalige Verschweißen notwendig ist. Dies geht schneller als das im Stand der Technik bekannte Verfahren, ist weniger fehleranfällig und somit letztendlich billiger. Der entstehende Verbindungsbereich beansprucht bei gleicher Festigkeit wesentlich weniger Platz als die bekannte Kle beverbindung. Es verbleibt dadurch genügend Freifläche am Schablonenrand für die Rakel, so daß überschüssige Paste bzw. Farbe nicht in das Gewebe 2 gedrückt werden. Schließ lich ist die entstandene Schweißverbindung gegenüber chemi schen Stoffen bzw. gegenüber aggressiven Reinigungsvorgängen wesentlich widerstandsfähiger als eine Klebeverbindung. The connection according to the invention is much easier to produce than the known adhesive connections, since instead of the many working steps listed above, only one or two welding operations are necessary. This is faster than the method known in the prior art, is less prone to errors and is therefore cheaper in the end. The resulting connection area takes up much less space than the known adhesive connection with the same strength. This leaves enough free space on the stencil edge for the squeegee, so that excess paste or ink is not pressed into the tissue 2 . Finally, the welded joint is much more resistant to chemical substances or aggressive cleaning processes than an adhesive joint.

Außerdem werden weniger umweltbelastende Chemikalien verwen det.In addition, less polluting chemicals are used det.

Nachfolgend werden einige technische Daten wiedergegeben, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung zur Anwen dung kommen können.Some technical data are given below, for use in connection with the present invention can come.

Die Innenmaße der verwendeten Rahmen 1 liegen vorzugsweise über 200 × 200 mm, sie können bis zu Größen von etwa 800 × 500 mm reichen. Besonders günstig ist es, Rahmen mit Innen maßen zwischen 350 × 250 mm und 650 × 450 mm zu verwenden. Die verwendeten Edelstahldrahtgewebe 2 bestehen aus Edel stahldrähten, deren Drahtdurchmesser zwischen 18 µm und maximal 150 µm liegt, wobei die Drahtdurchmesser vorzugswei se bei 100 µm liegen. Die Gewebefeinheit des verwendeten Gewebes liegt zwischen 80 und 650 Maschen pro Zoll, wobei 80 Maschen pro Zoll zu bevorzugen sind. Mit erfindungsgemäß hergestellten Siebdruck-Sieben durchgeführte Zugversuche ergaben, daß die Bespannungen 9 Zugkräften von 60 N/cm problemlos standhalten.The internal dimensions of the frame 1 used are preferably over 200 × 200 mm, they can range up to sizes of about 800 × 500 mm. It is particularly favorable to use frames with internal dimensions between 350 × 250 mm and 650 × 450 mm. The stainless steel wire mesh 2 used consist of stainless steel wires, whose wire diameter is between 18 microns and a maximum of 150 microns, the wire diameter is preferably 100 microns se. The fabric fineness of the fabric used is between 80 and 650 stitches per inch, with 80 stitches per inch being preferred. Tensile tests carried out with screen-printed screens produced according to the invention showed that the coverings withstand 9 tensile forces of 60 N / cm without problems.

Als Materialien für das Edelstahldrahtgewebe 2 und die Scha blone 3 kommen beispielsweise V2A-Stahl oder Edelstahl, ggf. aus speziellen Legierungen, in Frage. Wird für die Schablone Edelstahl verwendet, kann die Struktur 4 durch Laser heraus geschnitten werden. Das Edelstahlblech kann Dicken zwischen 38 µm und 350 µm haben, vorzugsweise liegt die Dicke zwi schen 80 und 150 µm. Für Draht und/oder Schablone können aber auch Neusilber, Kupfer oder Messing verwendet werden. Bei solchen Blechen kann die Struktur 4 auch durch Ätzen erzeugt werden. Vorzugsweise bestehen Gewebe 2 und Schablone 3 aus dem gleichen Material.Materials for the stainless steel wire mesh 2 and the template 3 are, for example, V2A steel or stainless steel, possibly made of special alloys. If stainless steel is used for the template, the structure 4 can be cut out by laser. The stainless steel sheet can have thicknesses between 38 µm and 350 µm, preferably the thickness is between 80 and 150 µm. However, nickel silver, copper or brass can also be used for wire and / or stencil. In the case of such sheets, the structure 4 can also be produced by etching. Fabric 2 and template 3 are preferably made of the same material.

Claims

1. A method of manufacturing a screen printing screen in which

- a fine metal wire mesh is glued to a rigid frame under tension,
- In a central area of the metal wire mesh, the thin-walled Metallscha blone having the print pattern is attached with its outer edge and
- the middle part of the tissue delimited by the outer edge of the template is removed,

characterized in that

- The outer edge of the template is welded to the fabric.

2. The method according to claim 1, characterized, that for welding an electrical roller welding ver driving is used.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the released at the cutting edge of the fabric Wire ends through a second weld on the Scha blone can be set.

4. Screen printing screen especially for the manufacture of printed circuit boards, with

- a rigid frame,
- A tensile metal wire mesh fastened to the frame with pretension, the middle part of which is richly cut out, and
- A covering the middle region of the stretched fabric thin-walled metal template, which has the predetermined pressure contours corresponding openings and the outer edge of which is firmly connected to the overlapping inner edge of the cut fabric, characterized in that the outer edge of the metal template is welded to the inner edge of the fabric.

5. Screen printing screen according to claim 4, characterized in that the outer edge of the metal template is connected to the inner edge of the fabric by two parallel weld seams, the free wire ends of the fabric ( 2 ) being attached by a weld seam to the metal template.

6. screen printing screen according to claim 5, characterized, that the distance between the two parallel to each other len welds 2 to 15 mm, preferably 3 to 8 mm, is.